[發明專利]一種基于UML和PN的天車調度系統建模方法

無效

• 申請號: 201010559560.2
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN102033986A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 朱道飛;王華;趙業清;畢貴紅
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及一種用于人工智能中，對分布式控制中復雜系統建模的一種方法，尤其涉及對復雜系統中基于UML和PN的天車調度系統建模與設計方法。

背景技術

基于UML建模方法存在一些問題從而限制了其在面向對象技術中的進一步應用，其主要表現在：

(1)在面向對象技術中，UML是半形式化建模語言，其形式化表達不強。

(2)UML對系統的定義容易產生模糊和二義性。

發明內容

本發明針對現有技術不足，提供一種基于UML和PN的天車調度系統建模方法，即基于UML(Unified?Modeling?Language)和PN(Petri?Nets)的天車調度系統建模方法。

為實現以上目的，本發明基于UML和PN的天車調度系統建模方法采用的技術方案是：

該方法采用UML和PN相結合的方法，實現對天車調度系統的建模，建立模型步驟為：

第一步，利用UML實現對天車調度系統的需求建模，需求建模需要對用戶需求做深入細致的了解，力求對用戶需求實現全面準確的把握，通過用例圖可以分析系統的內部功能和外界環境，從而確定系統邊界；

第二步，利用UML實現對天車調度系統的靜態建模，靜態建模包括通過類圖，對象圖，包圖等表達系統靜態特性；

第三步，利用UML實現對天車調度系統的動態建模，動態建模包括通過時序圖，交互圖，活動圖，狀態圖等表達系統動態特性；

第四步，利用PN建立天車調度系統的PN模型，并利用PN分析方法和工具對天車調度系統PN模型進行分析，改進和優化UML對天車調度系統的設計，使系統能真正的反映用戶的需求，滿足天車調度的要求。

天車調度系統需求模型的建立，是解決軟件需求階段的問題，通過和客戶的交流，分析、理解、整理、合并用戶的需求，在理解需求的基礎上，繪制出系統的藍圖，統一認識。

系統靜態模型的建立，是在需求模型建立的基礎上，通過用例圖來分辨系統的參與者和用例，確定系統的邊界，通過類圖來分析和描述現實世界中各種事物之間的關系。

系統動態模型的建立，是在靜態模型建立的基礎上，描述系統的動態行為，顯示對象在系統運行期間不同時刻的動態交互。

天車調度系統的底層使用面向對象程序設計語言Java實現。

天車調度系統來說，包括以下三個用例：天車控制器，天車，數據收集分析器。

天車控制器用例的功能是接收生產訂單，根據產品規范和工藝要求確定適當的天車設備，排出澆次計劃和爐次計劃中天車的運行軌跡；天車用例負責保證設備和相關資源符合生產的要求，并按照生產指令要求時間下發到具體設備，對于生產中的異常情況，本用例識別出現的問題，采用適當措施重新進行調度，調整的情況要向天車用例匯報，請求更新生產計劃；數據收集分析器用例的功能是監測生產系統的設備狀況，以及收集和分析生產信息，為生產和系統優化提供支持。

天車調度系統的外部環境包括：運輸滿鋼包臺車，操作員，連鑄機，運輸空鋼包臺車。

該方法應用于鋼廠天車調度系統。

鋼廠天車負責精煉爐到連鑄機之間的運輸、搬運，裝卸等任務，其連接上游精煉爐鋼水，有些不需要精煉工序的則為轉爐來的鋼水，下游為連鑄機，天車的任務是把來自精煉爐或轉爐的鋼水吊運到連鑄機，把連鑄機的空鋼包吊運到臺車，臺車返回維修點對鋼包維修。

天車調度系統需求模型的建立，是解決軟件需求階段的問題，通過和客戶的交流，分析、理解、整理、合并用戶的需求，在理解需求的基礎上，繪制出系統的藍圖，統一認識。系統靜態模型的建立，是在需求模型建立的基礎上，通過用例圖來分辨系統的參與者和用例，確定系統的邊界，通過類圖來分析和描述現實世界中各種事物之間的關系。系統動態模型的建立，是在靜態模型建立的基礎上，描述系統的動態行為，顯示對象在系統運行期間不同時刻的動態交互。天車調度系統的底層使用面向對象程序設計語言Java實現。該方法應用于鋼廠天車調度系統。鋼廠的天車負責精煉爐到連鑄機之間的運輸、搬運，裝卸等任務，其連接上游精煉爐鋼水，有些不需要精煉工序的則為轉爐來的鋼水，下游為連鑄機，天車的任務是把來自精煉爐或轉爐的鋼水吊運到連鑄機，把連鑄機的空鋼包吊運到臺車，臺車返回維修點對鋼包維修。

PN是形式化建模語言，利用PN對UML建模的模型進行分析驗證，可以有效發現UML模型的設計缺陷和表達不準確的地方，實現對系統模型的驗證和分析，有利于模型的修改和完善，避免UML語言本身缺陷所帶來的問題。